KR20230135624A - Device, system and method for synchronizing information signals using reference signals - Google Patents

Abstract

예시 방법은: 제1 센서 디바이스에서, (i) 상기 제1 센서 디바이스에서 검출된 제1 정보 신호; 및 (ii) 상기 제1 센서 디바이스에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록하는 단계; 제2 센서 디바이스에서, (i) 상기 제2 센서 디바이스에서 검출된 제2 정보 신호; 및 (ii) 상기 제2 센서 디바이스에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록하는 단계; 상기 제1 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호 사이의 시간 시프트를 결정하는 단계; 그리고 상기 결정된 시간 시프트를 상기 제2 정보 신호에 적용하여 상기 제1 정보 신호와 상기 제2 정보 신호를 시간 정렬하는 단계를 포함한다.An example method includes: at a first sensor device, comprising: (i) a first information signal detected at the first sensor device; and (ii) recording a reference signal detected by the first sensor device; At a second sensor device, there is provided: (i) a second information signal detected at the second sensor device; and (ii) recording a reference signal detected by the second sensor device; determining a time shift between a reference signal recorded by the first sensor device and a reference signal recorded by the second sensor device; And applying the determined time shift to the second information signal to time align the first information signal and the second information signal.

Description

레퍼런스 신호를 이용한 정보 신호 동기화 디바이스, 시스템 및 방법Device, system and method for synchronizing information signals using reference signals

본 명세서는 일반적으로 정보 신호 동기화에 관한 것으로, 특히 레퍼런스 신호를 사용하는 정보 신호 동기화 디바이스, 시스템 및 방법에 관한 것이다.This specification relates generally to information signal synchronization, and in particular to information signal synchronization devices, systems, and methods using reference signals.

파이프(pipe)들에 대한 상태 평가와 같은 많은 응용 프로그램은 예를 들어 누출 위치를 추정하기 위해 두 위치들에서 수신된 신호의 상관 관계를 활용할 수 있다. 두 측정 위치들 사이의 알려진 테스트 신호들의 변화가 관심 대상이다. 이러한 시스템은 비교될 신호들의 시간 정렬 또는 동기화를 필요로 한다. 중앙 처리는 공통의 클록 또는 위성이나 원자 시계 라디오 네트워크로부터 수신한 타이밍 신호를 통해 동기화를 사용하여 타이밍을 촉진시킬 수 있지만, 이는 모든 신호와 기록이 작업 전과 작업 동안에 동기화되도록 주의할 것을 필요로 한다.Many applications, such as condition assessment for pipes, can utilize the correlation of signals received at two locations, for example to estimate the location of a leak. The change in known test signals between two measurement locations is of interest. These systems require time alignment or synchronization of the signals to be compared. Central processing can facilitate timing using synchronization through a common clock or timing signals received from a satellite or atomic clock radio network, but this requires care to ensure that all signals and records are synchronized before and during the operation.

본 명세서의 일 측면에 따라, 신호 동기화 방법이 설명된다. 상기 방법은: 제1 센서 디바이스에서, (i) 상기 제1 센서 디바이스에서 검출된 제1 정보 신호; 및 (ii) 상기 제1 센서 디바이스에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록하는 단계; 제2 센서 디바이스에서, (i) 상기 제2 센서 디바이스에서 검출된 제2 정보 신호; 및 (ii) 상기 제2 센서 디바이스에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록하는 단계; 상기 제1 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호 사이의 시간 시프트를 결정하는 단계; 그리고 상기 결정된 시간 시프트를 상기 제2 정보 신호에 적용하여 상기 제1 정보 신호와 상기 제2 정보 신호를 시간 정렬하는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present specification, a method of signal synchronization is described. The method includes: at a first sensor device, (i) a first information signal detected at the first sensor device; and (ii) recording a reference signal detected by the first sensor device; At a second sensor device, there is provided: (i) a second information signal detected at the second sensor device; and (ii) recording a reference signal detected by the second sensor device; determining a time shift between a reference signal recorded by the first sensor device and a reference signal recorded by the second sensor device; And applying the determined time shift to the second information signal to time align the first information signal and the second information signal.

본 명세서의 다른 측면에 따르면, 신호 동기화를 위한 컴퓨팅 디바이스가 설명된다. 상기 컴퓨팅 디바이스는: 메모리; 제1 센서 디바이스 및 제2 센서 디바이스와 통신하도록 구성된 통신 인터페이스; 상기 메모리 및 상기 통신 인터페이스와 상호 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는: 상기 제1 센서 디바이스로부터 제1 센서 기록을 획득하며 - 상기 제1 센서 기록은 (i) 상기 제1 센서 디바이스에 의해 검출된 제1 정보 신호를 나타내는 제1 데이터 트랙 및 (ii) 상기 제1 센서 디바이스에 의해 검출된 레퍼런스 신호를 나타내는 제1 레퍼런스 트랙을 포함함 -; 상기 제2 센서 디바이스로부터 제2 센서 기록을 획득하며 - 상기 제2 센서 기록은 (i) 상기 제2 센서 디바이스에 의해 검출된 제2 정보 신호를 나타내는 제2 데이터 트랙 및 (ii) 상기 제2 센서 디바이스에 의해 검출된 레퍼런스 신호를 나타내는 제2 레퍼런스 트랙을 포함함 -; 상기 제1 센서에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서에 의해 기록된 레퍼런스 신호 사이의 시간 시프트를 결정하며; 그리고 상기 결정된 시간 시프트를 상기 제2 정보 신호에 적용하여 상기 제1 정보 신호와 상기 제2 정보 신호를 시간 정렬하도록 구성된다.According to another aspect of the present disclosure, a computing device for signal synchronization is described. The computing device includes: memory; a communication interface configured to communicate with the first sensor device and the second sensor device; a processor interconnected with the memory and the communication interface, the processor configured to: obtain a first sensor record from the first sensor device, wherein the first sensor record (i) detects by the first sensor device; (ii) a first data track representing a first information signal and (ii) a first reference track representing a reference signal detected by the first sensor device; Obtaining a second sensor recording from the second sensor device, the second sensor recording comprising (i) a second data track representative of a second information signal detected by the second sensor device and (ii) a second sensor recording; comprising a second reference track representing a reference signal detected by the device; determine a time shift between a reference signal recorded by the first sensor and a reference signal recorded by the second sensor; And it is configured to time align the first information signal and the second information signal by applying the determined time shift to the second information signal.

본 명세서의 다른 측면에 따르면, 센서 기록을 얻기 위한 센서 디바이스가 설명된다. 상기 센서 디바이스는: 정보 신호를 검출하도록 구성된 정보 신호 센서; 레퍼런스 신호를 검출하도록 구성된 레퍼런스 신호 센서; 메모리; 그리고 상기 정보 신호 센서, 상기 레퍼런스 신호 센서 및 상기 메모리와 상호 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는: 상기 정보 신호를 나타내는 정보 데이터를 생성하고 상기 정보 데이터를 센서 기록의 정보 트랙에 기록하며; 상기 레퍼런스 신호를 나타내는 레퍼런스 데이터를 생성하고 상기 센서 기록의 레퍼런스 트랙에 상기 레퍼런스 데이터를 기록하며 - 상기 정보 트랙과 상기 레퍼런스 트랙은 서로에 대해 시간 정렬됨 -; 그리고 상기 센서 기록을 상기 메모리에 로컬로 저장하도록 구성된다.According to another aspect of the present disclosure, a sensor device for obtaining sensor recordings is described. The sensor device may include: an information signal sensor configured to detect an information signal; A reference signal sensor configured to detect a reference signal; Memory; and a processor interconnected with the information signal sensor, the reference signal sensor, and the memory, the processor configured to: generate information data representative of the information signal and record the information data in an information track of a sensor record; generating reference data representative of the reference signal and recording the reference data to a reference track of the sensor record, wherein the information track and the reference track are time aligned with respect to each other; and configured to store the sensor recording locally in the memory.

다음 도면들을 참조하여 구현들이 설명된다.
도 1은 레퍼런스 신호를 사용하는 신호 동기화를 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2는 도 1의 시스템에서 센서 디바이스 및 제어 디바이스의 특정 내부 컴포넌트를 도시한다.
도 3은 도 1의 시스템에서 예시적인 신호 동기화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 도 1의 신호 동기화 방법에 사용하기 위해 센서 디바이스에서 센서 기록을 생성하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5a는 레퍼런스 신호 기록의 개략도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 레퍼런스 신호 기록들 사이의 교차-상관의 개략도를 도시한다.
도 6은 도 1의 신호 동기화 시스템을 사용하는 압력 용기의 속성들에 대한 비침습적 판별을 위한 예시적인 시스템을 도시한다.Implementations are described with reference to the following drawings.
1 shows an example system for signal synchronization using a reference signal.
Figure 2 shows certain internal components of the sensor device and control device in the system of Figure 1;
FIG. 3 shows a flow diagram of an exemplary signal synchronization method in the system of FIG. 1.
FIG. 4 illustrates a flow diagram of an example method of generating sensor recordings at a sensor device for use in the signal synchronization method of FIG. 1 .
Figure 5a shows a schematic diagram of reference signal recording.
Figure 5b shows a schematic diagram of the cross-correlation between the reference signal records of Figure 5a.
FIG. 6 shows an example system for non-invasive determination of properties of a pressure vessel using the signal synchronization system of FIG. 1.

현재의 동기화 방법은 공통 시계 또는 위성아니 원자 시계 라디오 네트워크에서 수신한 타이밍 신호를 기반으로 기록 작업 전과 작업 동안의 모든 디바이스들의 동기화에 의존한다. 또한, 측정된 신호는 FM(주파수 변조) 링크를 통해 기지국으로 전송되어 디지털 데이터 수집 및 신호 분석으로 처리된다. 따라서 기기의 작동 한계는 라디오 링크의 공칭 범위에 의해 부분적으로 결정된다. 라디오 링크는 또한 간섭(신호 품질을 저하시킴)의 영향을 받을 수 있고 동적 범위가 작을 수 있다 (낮은 수준의 신호가 검출되지 않을 수 있음을 의미함).Current synchronization methods rely on synchronization of all devices before and during recording based on timing signals received from a common clock or satellite or atomic clock radio network. Additionally, the measured signal is transmitted to the base station via an FM (frequency modulation) link and processed for digital data collection and signal analysis. Therefore, the operating limits of the device are determined in part by the nominal range of the radio link. Radio links can also be subject to interference (which reduces signal quality) and may have a small dynamic range (meaning that low-level signals may not be detected).

라디오 링크 범위보다 더 큰 트랜스듀서 분리의 경우 또는 전자기 간섭이 인해 저전력 단거리 라디오 사용을 방해하는 경우에는 상이한 접근 방식이 활용된다. 센서를 중앙 데이터 수집 노드와 링크하기 위해 특수 신호 케이블을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 여기에는 노이즈 및 간섭 없는 신호 전송을 보장하는 데 필요한 특수 신호 버퍼 및 라인 드라이버 회로의 설계, 제조 및 테스트가 포함된다. 또한, 물류 관점에서 케이블을 설치하는 것이 불가능할 수도 있고 그렇지 않으면 설치로 인해 상당한 자재 비용이 소요될 수 있다.Different approaches are utilized in cases of transducer separation greater than the radio link range, or where electromagnetic interference prevents the use of low-power, short-range radios. It may be possible to use special signal cables to link sensors with a central data collection node. This includes the design, manufacturing and testing of the special signal buffers and line driver circuits needed to ensure noise- and interference-free signal transmission. Additionally, from a logistics standpoint, it may not be possible to install the cables, otherwise installation may result in significant material costs.

본 명세서에 따르면, 레퍼런스 신호를 이용한 신호 동기화 시스템이 설명된다. 상기 시스템은 주파수 변조(FM) 라디오 방송국의 방송과 같은 레퍼런스 신호뿐만 아니라 정보 신호(즉, 관심 신호)를 모두 기록할 수 있는 센서 디바이스를 활용한다. 각 센서 디바이스는 거의 동시에 기록을 시작할 수 있지만 (예를 들어, 셀룰러 네트워크 또는 기타 네트워크를 통해 또는 여러 오퍼레이터에 의한 입력의 수동 적용을 통한) 개시 신호의 전송 속도에 기초하여 약 1초까지 상이할 수 있다. 즉, 각 센서 디바이스는 독립적인 센서 기록을 생성할 수 있다. 필요한 정보 신호 기록을 획득한 후, 센서 기록은 중앙 제어 디바이스에 제공되고 기록 작업이 완료된 후 레퍼런스 신호를 사용하여 동기화될 수 있다. 유리하게는, 센서 디바이스, 위성 라디오, 심지어 무작위 신호들 사이에 가시선(line-of-sight)이 이용가능하다면 광학 신호를 포함하는 다양한 유형의 레퍼런스 신호가 사용될 수 있다. 또한 동시 측정 지점의 수는 라디오 송신기 용량에 의해 제한되지 않으므로 다중(예: 4, 6, 12 또는 그 이상) 센서 디바이스를 사용하는 측정 시스템은 더 높은 정확도를 위해 가능하다.According to this specification, a signal synchronization system using a reference signal is described. The system utilizes a sensor device that can record both information signals (i.e., signals of interest) as well as reference signals, such as broadcasts from frequency modulated (FM) radio stations. Each sensor device may begin recording at approximately the same time, but may differ by approximately one second based on the transmission rate of the initiation signal (e.g., over a cellular or other network, or through manual application of input by multiple operators). there is. That is, each sensor device can generate independent sensor records. After obtaining the necessary information signal records, the sensor records can be provided to a central control device and synchronized using a reference signal after the recording operation is complete. Advantageously, various types of reference signals can be used, including optical signals, if line-of-sight is available between the sensor device, satellite radio, and even random signals. Additionally, the number of simultaneous measurement points is not limited by radio transmitter capacity, so measurement systems using multiple (e.g. 4, 6, 12 or more) sensor devices are possible for higher accuracy.

도 1은 레퍼런스 신호를 사용하는 신호 동기화를 위한 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 상기 시스템(100)은 복수의 센서 디바이스(102) - 그 중 2개의 센서 디바이스(102-1 및 102-2)가 도시됨 (센서 디바이스(102-1 및 102-2)는 본원에서 일반적으로 센서 디바이스(102)로 지칭되고 집합적으로 센서 디바이스(102)로 지칭된다) - 그리고 통신 링크(106)를 통해 센서 디바이스(102)와 통신하는 제어 디바이스(104)를 포함한다.1 shows an example system 100 for signal synchronization using a reference signal. The system 100 includes a plurality of sensor devices 102, of which two sensor devices 102-1 and 102-2 are shown (sensor devices 102-1 and 102-2 are generally referred to herein as sensors). referred to as device 102 and collectively referred to as sensor device 102) - and a control device 104 in communication with sensor device 102 via communication link 106.

센서 디바이스(102)는 일반적으로 광학 신호, 라디오 신호, 음향 신호, 진동 신호, 변위 신호, 온도 신호, 압력 신호, 전압, 전류 등과 같은 신호를 검출하도록 구성된다. 특히, 각 센서 디바이스(102)는 라디오 수신기 또는 트랜시버, 마이크로폰, 광학 검출기, 가속도계, 온도 센서, 변위 센서, 압력 센서, 또는 상기 신호를 검출하기 위한 다른 적합한 센서와 같은 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 각 센서 디바이스(102)는 정보 신호 소스(108)로부터 정보 신호를 검출하도록 구성되며, 상기 정보 신호는 정보 신호 채널(112)을 통해 수신된다. 각 센서 디바이스(102)는 레퍼런스 신호 소스(110)로부터의 레퍼런스 신호를 검출하도록 더 구성되며, 상기 레퍼런스 신호는 레퍼런스 신호 채널(114)을 통해 수신된다. 즉, 센서 디바이스(102)는 상이한 채널을 통해 동시에 적어도 2개의 신호(즉, 정보 신호 및 레퍼런스 신호)를 수신하도록 구성된다. Sensor device 102 is generally configured to detect signals such as optical signals, radio signals, acoustic signals, vibration signals, displacement signals, temperature signals, pressure signals, voltage, current, etc. In particular, each sensor device 102 may include one or more sensors, such as a radio receiver or transceiver, microphone, optical detector, accelerometer, temperature sensor, displacement sensor, pressure sensor, or other suitable sensor for detecting the signal. . More specifically, each sensor device 102 is configured to detect an information signal from an information signal source 108 , which information signal is received via an information signal channel 112 . Each sensor device 102 is further configured to detect a reference signal from a reference signal source 110 , where the reference signal is received via a reference signal channel 114 . That is, the sensor device 102 is configured to receive at least two signals (i.e., an information signal and a reference signal) simultaneously through different channels.

예를 들어, 제1 센서 디바이스(102-1)는 제1 정보 채널(112-1)을 통해 정보 신호 소스(108)로부터의 제1 정보 신호를 검출하고 제1 레퍼런스 채널(114-1)을 통해 레퍼런스 신호 소스(110)로부터의 레퍼런스 신호를 검출하도록 구성된다. 유사하게, 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 정보 채널(112-2)을 통해 정보 신호 소스(108)로부터의 제2 정보 신호를 검출하고 제2 레퍼런스 채널(114-2)을 통해 레퍼런스 신호 소스(110)로부터의 레퍼런스 신호를 검출하도록 구성된다.For example, first sensor device 102-1 detects a first information signal from information signal source 108 through first information channel 112-1 and detects a first information signal through first reference channel 114-1. It is configured to detect a reference signal from the reference signal source 110 through. Similarly, second sensor device 102-2 detects a second information signal from information signal source 108 via second information channel 112-2 and detects a second information signal from information signal source 108 via second reference channel 114-2. It is configured to detect a reference signal from the reference signal source 110.

이러한 기능을 가능하게 하는 센서 디바이스(102)의 내부 컴포넌트들은 아래에서 더 자세히 설명될 것이다. 본 예에서, 시스템(100)은 2개의 센서 디바이스(102)를 포함한다; 다른 예에서, 시스템(100)은 2개보다 많은 센서 디바이스(102)를 포함할 수 있다.The internal components of sensor device 102 that enable this functionality will be described in more detail below. In this example, system 100 includes two sensor devices 102; In another example, system 100 may include more than two sensor devices 102.

제어 디바이스(104)는 서버, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 휴대폰과 같은 모바일 디바이스, 스마트폰, 태블릿 등과 같은 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 제어 디바이스(104)는 유선 또는 무선 링크, 또는 직접 링크를 포함하는 유선 및 무선의 조합, 또는 하나 이상의 네트워크를 통과하는 링크와 같은 통신 링크(106)를 통해 센서 디바이스(102)와 통신한다. 예를 들어, 통신 링크는 하나 이상의 라우터, 스위치, 무선 액세스 포인트 등에 의해 정의된 근거리 통신망(LAN), 셀룰러 네트워크 및 인터넷 등을 포함하는 임의의 적절한 광역 통신망(WAN) 중 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 네트워크를 활용할 수 있다.Control device 104 may be a computing device such as a server, desktop computer, laptop computer, mobile device such as a cell phone, smartphone, tablet, etc. Control device 104 communicates with sensor device 102 via a communication link 106, such as a wired or wireless link, or a combination of wired and wireless, including a direct link, or a link that traverses one or more networks. For example, a communication link may be any one of, or any suitable wide area network (WAN), including a local area network (LAN), a cellular network, and the Internet, etc., defined by one or more routers, switches, wireless access points, etc. A network containing a combination of can be utilized.

제어 디바이스(104)는 일반적으로 센서 디바이스(102)에서 기록 작업을 시작하고 종료하도록 구성되며, 추가로 센서 디바이스(102)로부터의 데이터를 집계하고 센서 디바이스(102)에 의해 기록된 상기 신호에 관한 분석을 수행하여 정보 신호들을 시간 정렬하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 제어 디바이스(104)와 관련하여 본 명세서에 기술된 기능은 하나 이상의 개별 컴퓨팅 디바이스에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 디바이스(104)는 센서 디바이스(102)에서 기록 작업을 제어하도록 구성될 수 있는 반면, 다른 컴퓨팅 디바이스(미도시)는 센서 디바이스(102)에서 캡처된 데이터를 집계하고 데이터를 분석하여 정보 신호를 정렬하도록 구성될 수 있다.The control device 104 is generally configured to start and end recording operations in the sensor device 102 and further aggregate data from the sensor device 102 and relate the signals recorded by the sensor device 102. It may be configured to perform analysis and align information signals in time. In some examples, the functionality described herein with respect to control device 104 may be implemented by one or more separate computing devices. For example, control device 104 may be configured to control recording operations at sensor device 102 while other computing devices (not shown) aggregate data captured by sensor device 102 and analyze the data. It can be configured to align information signals.

정보 신호 소스(108)는 분석을 위한 정보 신호를 방출하는 소스이다. 특히, 상기 정보 신호는 다수의 위치에서 (즉, 센서 디바이스(102)에 의해) 수신되고 기록되며 그리고 관련 분석을 위해 시간 정렬을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 정보 신호 소스(108)는 음향 신호가 이동하는 매체의 속성을 판별하기 위해 센서 디바이스(102)에 의해 적어도 2개의 위치에서 기록될 음향 신호를 방출하는 음향 소스일 수 있다. 예를 들어, 압력 용기의 벽 두께, 결함 또는 다른 속성과 같은 속성들을 판별하기 위해 음향 신호가 압력 용기로 방출될 수 있다. 상기 정보 신호는 음향 신호로 특별히 국한되지 않는다. 일부 예에서, 정보 신호 소스(108)는 센서 디바이스(102)에 의해 기록되는 전기 신호, 진동 신호, 압력 신호 등을 방출할 수 있다.The information signal source 108 is a source that emits an information signal for analysis. In particular, the information signals may be received and recorded (i.e., by sensor device 102) at multiple locations and require temporal alignment for relevant analysis. For example, the information signal source 108 may be an acoustic source that emits acoustic signals to be recorded at at least two locations by the sensor device 102 to determine the properties of the medium through which the acoustic signals travel. For example, acoustic signals may be emitted to a pressure vessel to determine properties such as wall thickness, defects, or other properties of the pressure vessel. The information signal is not particularly limited to acoustic signals. In some examples, information signal source 108 may emit electrical signals, vibration signals, pressure signals, etc. that are recorded by sensor device 102.

일부 예에서, 정보 신호 소스(108)는, 상기 정보 신호 소스(108)로부터 센서 디바이스들(102) 각각으로의 시간 및 거리에 따라 변할 수 있는 정보 신호를 방출할 수 있다. 따라서, 제1 정보 신호는 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 정보 신호를 나타낼 수 있다. 유사하게, 상기 제2 정보 신호는 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 바와 같은 정보 신호를 나타낼 수 있다. 즉, 단일 발신 정보 신호가 주어지면, 제1 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 바와 같은 발신 정보 신호를 나타내는 제1 정보 데이터를 캡처할 수 있고, 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 발신 정보 신호를 나타내는 제2 정보 데이터를 캡처할 수 있다.In some examples, information signal source 108 may emit an information signal that can vary with time and distance from the information signal source 108 to each of the sensor devices 102. Accordingly, the first information signal may represent an information signal detected in the first sensor device 102-1. Similarly, the second information signal may represent an information signal as detected at second sensor device 102-2. That is, given a single outgoing information signal, the first sensor device 102-1 can capture first information data representative of the outgoing information signal as detected at the first sensor device 102-1, and The second sensor device 102-2 may capture second information data representing the originating information signal detected at the second sensor device 102-2.

다른 예에서, 정보 신호 소스(108)는 다수의 정보 채널을 통해 동시에 다수의 정보 신호를 방출할 수 있으며, 그래서 상기 제1 정보 신호 및 제2 정보 신호는 상이한 정보 채널을 통해 (즉, 제1 정보 채널(112-1) 및 제2 정보 채널(112-2) 각각을 통해) 송신된 상이한 신호일 수 있다. 또 다른 예에서, 정보 신호 소스(108)는 다수의 개별 신호 소스로서 구현될 수 있다. 보다 일반적으로, 정보 신호 소스(108)는 일부 정보를 추출하기 위해 시간 정렬 및 분석 및/또는 비교될 (즉, 센서 디바이스(102)에 의해 수신된 바와 같은) 다수의 신호들의 소스를 나타낸다.In another example, the information signal source 108 may emit multiple information signals simultaneously over multiple information channels, such that the first information signal and the second information signal are via different information channels (i.e., the first information signal There may be different signals transmitted via the information channel 112-1 and the second information channel 112-2, respectively. In another example, information signal source 108 may be implemented as multiple individual signal sources. More generally, information signal source 108 represents a source of multiple signals (i.e., as received by sensor device 102) to be temporally aligned and analyzed and/or compared to extract some information.

레퍼런스 신호 소스(110)는 시스템(100)의 신호 동기화 동작을 돕기 위해 적어도 하나의 레퍼런스 신호를 방출하는 소스이다. 특히, 상기 레퍼런스 신호는, 넓은 범위에 걸쳐 방송될 수 있고 각 센서 디바이스(102)에서 실질적으로 동시에 그리고 실질적으로 동일한 무결성 및 충실도로 수신되는 신호이다. 즉, 레퍼런스 신호 소스(110)는, 상기 레퍼런스 신호 소스(110)와 각 센서 디바이스(102) 사이의 거리에 관계없이 일관되게 수신되는 레퍼런스 신호를 방출한다. 예를 들어, 레퍼런스 신호 소스(110)는 레퍼런스 신호로서 FM (Frequency Modulated) 라디오 파를 방출하는 FM 라디오 방송국일 수 있다. 다른 예에서, 센서 디바이스들(102) 사이에 가시선(line-of-sight)이 이용 가능한 경우, 레퍼런스 신호 소스(110)는 광 펄스들의 시퀀스와 같은 광 신호를 방출하는 광 소스일 수 있다.The reference signal source 110 is a source that emits at least one reference signal to assist in the signal synchronization operation of the system 100. In particular, the reference signal is a signal that can be broadcast over a wide range and is received at each sensor device 102 substantially simultaneously and with substantially the same integrity and fidelity. That is, the reference signal source 110 emits a reference signal that is consistently received regardless of the distance between the reference signal source 110 and each sensor device 102. For example, the reference signal source 110 may be an FM radio station that emits FM (Frequency Modulated) radio waves as a reference signal. In another example, if line-of-sight is available between sensor devices 102, reference signal source 110 may be an optical source that emits an optical signal, such as a sequence of optical pulses.

특히, 레퍼런스 신호 소스(110)는 지속적으로 수신되는 단일 레퍼런스 신호를 제공하며, 따라서 제1 센서 디바이스(102-1)에 의해 검출된 레퍼런스 신호 및 제2 센서 디바이스(102-2)에 의해 검출된 레퍼런스 신호는 상기 단일 레퍼런스 신호에 대응한다. 즉, 제1 센서 디바이스(102-1)는 레퍼런스 신호를 나타내는 제1 레퍼런스 데이터를 캡처할 수 있고, 제2 센서 디바이스(102-2)는 동일한 레퍼런스 신호를 나타내는 제2 레퍼런스 데이터를 캡처할 수 있다.In particular, the reference signal source 110 provides a single reference signal that is continuously received, and thus the reference signal detected by the first sensor device 102-1 and the reference signal detected by the second sensor device 102-2. A reference signal corresponds to the single reference signal. That is, the first sensor device 102-1 may capture first reference data representing a reference signal, and the second sensor device 102-2 may capture second reference data representing the same reference signal. .

알 수 있는 바와 같이, 레퍼런스 신호 소스(110)는, 시스템(100) 외부에 있지만 시스템(100)의 컴포넌트에 의해 활용되고 기록될 수 있는 레퍼런스 신호를 제공하는 컴포넌트일 수 있다. 일부 예에서, 시스템(100)의 컴포넌트는 2개 이상의 레퍼런스 신호 소스들(110)로부터의 레퍼런스 신호들을 사용하고 기록할 수 있다. As can be seen, reference signal source 110 may be a component that is external to system 100 but provides a reference signal that can be utilized and recorded by components of system 100. In some examples, a component of system 100 may use and record reference signals from two or more reference signal sources 110.

도 2에서, 특정 내부 컴포넌트를 포함하는 제1 센서 디바이스(102-1) 및 특정 내부 컴포넌트를 포함하는 제어 디바이스(104)가 보다 상세히 도시되어 있다. In Figure 2, a first sensor device 102-1 comprising certain internal components and a control device 104 comprising certain internal components are shown in more detail.

센서 디바이스(102-1)는 프로세서(200), 메모리(204), 정보 신호 센서(208), 레퍼런스 신호 센서(212) 및 통신 인터페이스(216)를 포함한다. 제2 센서 디바이스(102-2) 및 임의의 추가 센서 디바이스(102)가 유사한 컴포넌트들을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.Sensor device 102-1 includes a processor 200, memory 204, information signal sensor 208, reference signal sensor 212, and communication interface 216. It will be appreciated that the second sensor device 102-2 and any additional sensor device 102 may include similar components.

프로세서(200)는 중앙 처리 디바이스(CPU), 마이크로제어기, 프로세싱 코어 등일 수 있다. 프로세서(200)는 다수의 협력 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 프로세서(200)에 의해 구현되는 기능은 FPGA (field-programmable gate array), ASIC (application-specific integrated circuit) 등과 같은 하나 이상의 특별히 설계된 하드웨어 및 펌웨어 컴포넌트들에 의해 구현될 수 있다. 일부 예에서, 프로세서(200)는 본 명세서에서 논의된 신호 기록 동작의 처리 속도를 향상시키기 위해서 ASIC, FPGA 등의 전용 논리 회로를 통해 구현될 수 있는 특수 목적 프로세서일 수 있다.Processor 200 may be a central processing device (CPU), microcontroller, processing core, etc. Processor 200 may include multiple cooperating processors. In some examples, the functionality implemented by processor 200 may be implemented by one or more specially designed hardware and firmware components, such as a field-programmable gate array (FPGA), an application-specific integrated circuit (ASIC), etc. In some examples, processor 200 may be a special-purpose processor that may be implemented through dedicated logic circuitry, such as an ASIC, FPGA, or the like, to improve processing speed of signal recording operations discussed herein.

프로세서(200)는 메모리(204)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체와 상호 연결된다. 메모리(204)는 휘발성 메모리 (예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 또는 RAM) 및 비휘발성 메모리 (예를 들어, 판독 전용 메모리 또는 ROM, 전기적으로 소거 가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리 또는 EEPROM, 플래시 메모리)의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서(200) 및 메모리(204)는 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 메모리(204)의 일부 또는 전부는 프로세서(200)와 통합될 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(200)에 의한 실행을 위한 컴퓨터 판독가능 명령을 저장한다. 특히, 메모리(204)는, 프로세서(200)에 의해 실행될 때에 시스템(100)의 신호 동기화 동작에 대한 센서 디바이스(102-1)의 신호 기록 동작과 관련되고 더 상세히 후술되는 다양한 기능들을 수행하도록 프로세서(200)를 설정하는 제어 애플리케이션(220)을 저장한다. 다른 예에서, 애플리케이션(220)은 별개의 애플리케이션들의 모음으로서 구현될 수도 있다. 메모리(204)는 센서 디바이스(102-1)의 기록 동작으로부터의 센서 기록을 저장하도록 구성된 저장소(224)를 또한 저장할 수 있다. 다른 예에서, 메모리(204) 및/또는 저장소(224)는 센서 디바이스(102-1)의 신호 기록 동작 및 시스템(100)의 신호 동기화 동작에 관한 다른 규칙 및 데이터를 또한 저장할 수 있다.Processor 200 is interconnected with a non-transitory computer-readable storage medium, such as memory 204. Memory 204 is a combination of volatile memory (e.g., random access memory, or RAM) and non-volatile memory (e.g., read-only memory, or ROM, electrically erasable programmable read-only memory, or EEPROM, flash memory). may include. Processor 200 and memory 204 may include one or more integrated circuits. Some or all of memory 204 may be integrated with processor 200. Memory 204 stores computer-readable instructions for execution by processor 200. In particular, memory 204, when executed by processor 200, is configured to perform various functions related to signal recording operations of sensor device 102-1 relative to signal synchronization operations of system 100 and described in more detail below. Save the control application 220 that sets 200. In another example, application 220 may be implemented as a collection of separate applications. Memory 204 may also store storage 224 configured to store sensor recordings from recording operations of sensor device 102-1. In other examples, memory 204 and/or storage 224 may also store other rules and data regarding signal recording operations of sensor device 102-1 and signal synchronization operations of system 100.

센서 디바이스(102-1)는 정보 신호 소스(108)로부터 방출된 정보 신호를 검출하도록 구성된 정보 신호 센서(208)를 또한 포함한다. 예를 들어, 정보 신호 센서(208)는 라디오 송수신기, 광검출기, 가속도계, 온도 센서, 압력 센서, 변위 센서, 이들의 조합 등일 수 있다. 일부 예에서, 정보 신호 센서(208)는 다수의 정보 신호 또는 다수 유형의 정보 신호를 검출하도록 구성된 센서들의 모음을 포함할 수 있다. 특히, 정보 신호 센서(208)의 특정 컴포넌트는 센서 디바이스(102-1)가 검출할 정보 신호의 유형에 기초하여 선택된다.Sensor device 102-1 also includes an information signal sensor 208 configured to detect an information signal emitted from information signal source 108. For example, the information signal sensor 208 may be a radio transceiver, a photodetector, an accelerometer, a temperature sensor, a pressure sensor, a displacement sensor, or a combination thereof. In some examples, information signal sensor 208 may include multiple information signals or a collection of sensors configured to detect multiple types of information signals. In particular, specific components of information signal sensor 208 are selected based on the type of information signal that sensor device 102-1 is to detect.

센서 디바이스(102-1)는 레퍼런스 신호 소스(110)로부터 방출된 레퍼런스 신호를 검출하도록 구성된 레퍼런스 신호 센서(212)를 더 포함한다. 예를 들어, 레퍼런스 신호 센서(212)는 라디오 수신기/안테나, 광검출기, 이들의 조합, 및/또는 레퍼런스 신호를 검출할 수 있는 다른 적절한 센서일 수 있다. 특히, 레퍼런스 신호 센서(212)의 특정 컴포넌트는 센서 디바이스(102-1)가 검출할 레퍼런스 신호의 유형에 기초하여 선택된다.Sensor device 102 - 1 further includes a reference signal sensor 212 configured to detect a reference signal emitted from reference signal source 110 . For example, reference signal sensor 212 may be a radio receiver/antenna, a photodetector, a combination thereof, and/or other suitable sensor capable of detecting a reference signal. In particular, specific components of reference signal sensor 212 are selected based on the type of reference signal that sensor device 102-1 is to detect.

레퍼런스 신호 (예를 들어, FM 주파수)는 미리 선택될 수 있거나 또는 제1 및 제2 위치에서 레퍼런스 신호 센서(208, 212)에 의해 측정된 신호 강도에 따라 선택될 수 있다. 제어 디바이스(104)에서 개시 신호를 수신하기 전에, 레퍼런스 신호 센서들(208, 212) 중 하나 또는 둘 모두는 적어도 하나의 레퍼런스 신호의 신호 강도를 측정할 수 있다. 레퍼런스 신호 센서들(208, 212)은 각자의 위치에서 가장 높은 신호 강도를 갖는 레퍼런스 신호를 선택할 수 있거나, 또는 상기 선택은 제어 디바이스(104)에 의해 이루어질 수 있다. 레퍼런스 신호 센서(208, 212)가 레퍼런스 신호를 선택하는 구현에서, 제1 및 제2 레퍼런스 센서가 동일한 레퍼런스 신호를 선택하지 않으면 상기 선택은 제어 디바이스(104)에 의해 무효화될 수 있다. 일부 구현에서, 제1 레퍼런스 신호의 신호 강도가 어느 한 위치에서 미리 결정된 임계값 미만인 경우, 제어 디바이스(104)는 레퍼런스 신호 센서(208, 212)를 제어하여, 상기 센서들(208, 212)이 두 위치들에서 상기 미리 결정된 임계값을 충족하는 레퍼런스 신호를 검출할 때까지 제2 레퍼런스 신호의 신호 강도를 측정할 수 있다. 다른 구현에서, 레퍼런스 신호 센서(208, 212)는 2개 이상의 레퍼런스 신호의 신호 강도를 측정할 수 있으며, 그리고 제어 디바이스(104)는 두 위치에서 가장 높은 결합 신호를 갖는 레퍼런스 신호를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어 디바이스(104)는 제1 위치에서 가장 높은 신호 강도를 갖고 제2 위치에서 세 번째로 높은 신호 강도를 갖는 레퍼런스 신호를 선택할 수 있다. 제어 디바이스(104)는 레퍼런스 신호를 선택하도록 프로그램될 수 있으며, 또는 제어 디바이스(104)는 그 제어 디바이스(104)에서의 오퍼레이터에 의한 입력에 기초하여 레퍼런스 신호를 선택할 수 있다. 일부 예에서, 상기 오퍼레이터는 제어 디바이스(104)에 의해 이루어진 임의의 선택을 무효화할 수 있다. The reference signal (eg, FM frequency) may be preselected or may be selected according to signal strengths measured by the reference signal sensors 208, 212 at the first and second locations. Prior to receiving the initiation signal at control device 104, one or both reference signal sensors 208, 212 may measure the signal strength of at least one reference signal. The reference signal sensors 208 , 212 may select the reference signal with the highest signal strength at their respective locations, or the selection may be made by the control device 104 . In implementations where reference signal sensors 208, 212 select a reference signal, the selection may be overridden by control device 104 if the first and second reference sensors do not select the same reference signal. In some implementations, when the signal strength of the first reference signal is below a predetermined threshold at any location, the control device 104 controls the reference signal sensors 208, 212 so that the sensors 208, 212 The signal strength of the second reference signal may be measured at both locations until a reference signal is detected that meets the predetermined threshold. In another implementation, reference signal sensors 208, 212 may measure the signal strengths of two or more reference signals, and control device 104 may select the reference signal with the highest combined signal at two locations. For example, control device 104 may select a reference signal that has the highest signal strength at a first location and a third highest signal strength at a second location. Control device 104 can be programmed to select a reference signal, or control device 104 can select a reference signal based on input by an operator at the control device 104. In some examples, the operator can override any selection made by control device 104.

센서 디바이스(102-1)는 프로세서(200)와 상호 연결된 통신 인터페이스(216)를 또한 포함한다. 통신 인터페이스(216)는 센서 디바이스(102-1)가 다른 컴퓨팅 디바이스와, 특히 제어 디바이스(104)와 통신할 수 있게 해주는 적절한 하드웨어(예를 들어, 송신기, 수신기, 네트워크 인터페이스 제어기 등)를 포함한다. 통신 인터페이스(216)의 특정 컴포넌트는 센서 디바이스(102-1)가 통신할 통신 링크(106)를 포함하는 네트워크 또는 다른 링크의 유형에 기초하여 선택된다.Sensor device 102-1 also includes a communication interface 216 interconnected with processor 200. Communication interface 216 includes suitable hardware (e.g., transmitter, receiver, network interface controller, etc.) that allows sensor device 102-1 to communicate with other computing devices, particularly control device 104. . The specific components of communication interface 216 are selected based on the type of network or other link containing communication link 106 with which sensor device 102-1 will communicate.

일부 예에서, 센서 디바이스(102-1)는 프로세서(200)와 상호 연결된 하나 이상의 입력 및/또는 출력 디바이스(미도시)를 또한 포함할 수 있다. 입력 디바이스는, 예를 들어 사용될 레퍼런스 신호가 FM 라디오 방송국일 때에 FM 라디오 설정을 설정하기 위해 오퍼레이터로부터 입력을 수신하기 위한 하나 이상의 버튼, 키패드, 다이얼, 터치 감지 디스플레이 스크린 등을 포함할 수 있다. 출력 디바이스는 오퍼레이터에게 출력 또는 피드백을 제공하기 위한 하나 이상의 디스플레이 스크린, 사운드 생성기, 진동기 등을 포함할 수 있다.In some examples, sensor device 102-1 may also include one or more input and/or output devices (not shown) interconnected with processor 200. The input device may include one or more buttons, keypads, dials, touch-sensitive display screens, etc. for receiving input from an operator to set FM radio settings, for example when the reference signal to be used is an FM radio station. The output device may include one or more display screens, sound generators, vibrators, etc. to provide output or feedback to the operator.

제어 디바이스(104)는 프로세서(250), 메모리(254) 및 통신 인터페이스(258)를 포함한다.Control device 104 includes a processor 250, memory 254, and communication interface 258.

프로세서(250)는 CPU, 마이크로제어기, 프로세싱 코어 등일 수 있다. 프로세서(250)는 다수의 협력 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 프로세서(250)에 의해 구현되는 기능은 FPGA, ASIC 등과 같은 하나 이상의 특별히 설계된 하드웨어 및 펌웨어 컴포넌트들에 의해 구현될 수 있다. 일부 예에서, 프로세서(250)는 본 명세서에서 논의된 신호 동기화 동작의 처리 속도를 향상시키기 위해서 ASIC, FPGA 등의 전용 논리 회로를 통해 구현될 수 있는 특수 목적 프로세서일 수 있다.Processor 250 may be a CPU, microcontroller, processing core, etc. Processor 250 may include multiple cooperating processors. In some examples, the functionality implemented by processor 250 may be implemented by one or more specially designed hardware and firmware components, such as an FPGA, ASIC, etc. In some examples, processor 250 may be a special-purpose processor that may be implemented through dedicated logic circuitry, such as an ASIC, FPGA, or the like, to improve processing speed of signal synchronization operations discussed herein.

프로세서(250)는 메모리(254)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체와 상호 연결된다. 메모리(254)는 휘발성 메모리 (예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 또는 RAM) 및 비휘발성 메모리 (예를 들어, 판독 전용 메모리 또는 ROM, 전기적으로 소거 가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리 또는 EEPROM, 플래시 메모리)의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서(250) 및 메모리(254)는 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 메모리(254)의 일부 또는 전부는 프로세서(250)와 통합될 수 있다. 메모리(254)는 프로세서(250)에 의한 실행을 위한 컴퓨터 판독가능 명령을 저장한다. 특히, 메모리(254)는 제어 애플리케이션(262)을 저장하고, 이는 프로세서(250)에 의해 실행될 때 상기 프로세서(250)가 시스템(100)의 신호 동기화 동작과 관련되고 보다 상세히 후술되는 다양한 기능들을 수행하도록 구성한다. 다른 예에서, 애플리케이션(262)은 별개의 애플리케이션들의 모음으로서 구현될 수도 있다. 메모리(204)는 시간 정렬된 정보 신호를 저장하도록 구성된 저장소(266)를 또한 저장할 수 있다. 다른 예에서, 메모리(204) 및/또는 저장소(266)는 시스템(100)의 신호 동기화 동작에 관한 다른 규칙 및 데이터를 또한 저장할 수 있다.Processor 250 is interconnected with a non-transitory computer-readable storage medium, such as memory 254. Memory 254 is a combination of volatile memory (e.g., random access memory, or RAM) and non-volatile memory (e.g., read-only memory, or ROM, electrically erasable programmable read-only memory, or EEPROM, flash memory). may include. Processor 250 and memory 254 may include one or more integrated circuits. Some or all of memory 254 may be integrated with processor 250. Memory 254 stores computer-readable instructions for execution by processor 250. In particular, memory 254 stores control application 262, which when executed by processor 250 performs various functions related to signal synchronization operation of system 100 and described in more detail below. Configure it to do so. In another example, application 262 may be implemented as a collection of separate applications. Memory 204 may also store storage 266 configured to store time-aligned information signals. In other examples, memory 204 and/or storage 266 may also store other rules and data regarding signal synchronization operation of system 100.

제어 디바이스(104)는 프로세서(250)와 상호 연결된 통신 인터페이스(258)를 또한 포함한다. 통신 인터페이스(258)는 제어 디바이스(104)가 다른 컴퓨팅 디바이스와, 특히 센서 디바이스(102)와 통신할 수 있게 해주는 적절한 하드웨어(예를 들어, 전송기, 수신기, 네트워크 인터페이스 제어기 등)를 포함한다. 통신 인터페이스(258)의 특정 컴포넌트는 제어 디바이스(104)가 통신하는 통신 링크(106)를 포함하는 네트워크 또는 다른 링크의 유형에 기초하여 선택된다.Control device 104 also includes a communication interface 258 interconnected with processor 250. Communication interface 258 includes suitable hardware (e.g., transmitter, receiver, network interface controller, etc.) that allows control device 104 to communicate with other computing devices, particularly sensor devices 102. The specific components of communication interface 258 are selected based on the type of network or other link containing communication link 106 through which control device 104 communicates.

일부 예에서, 제어 디바이스(104)는 프로세서(250)와 상호 연결된 하나 이상의 입력 및/또는 출력 디바이스(미도시)를 또한 포함할 수 있다. 상기 입력 디바이스는 예를 들어 센서 디바이스(102)에서 기록 작업을 시작하기 위해 오퍼레이터로부터 입력을 수신하기 위한 하나 이상의 버튼, 키패드, 다이얼, 터치 감지 디스플레이 스크린 등을 포함할 수 있다. 상기 출력 디바이스는 오퍼레이터에게 출력 또는 피드백을 제공하기 위한 하나 이상의 디스플레이 스크린, 사운드 생성기, 진동기 등을 포함할 수 있다.In some examples, control device 104 may also include one or more input and/or output devices (not shown) interconnected with processor 250. The input device may include, for example, one or more buttons, keypads, dials, touch-sensitive display screens, etc. for receiving input from an operator to initiate a recording operation at sensor device 102. The output device may include one or more display screens, sound generators, vibrators, etc. to provide output or feedback to the operator.

시스템(100)의 동작은 도 3을 참조하여 이제 더 상세히 설명될 것이다. 도 3은 도 1 및 도 2에 예시된 컴포넌트를 참조하여 시스템(100)에서의 성능과 관련하여 설명될 레퍼런스 신호를 사용하는 예시적인 신호 동기화 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 특히, 상기 방법(300)은 각각 프로세서(200 및 250)에 의한 애플리케이션(220 및 262)의 실행을 통해 구현될 수 있다. 다른 예에서, 상기 방법(300)은 다른 적절한 컴퓨팅 디바이스에 의해 또는 다른 적절한 시스템에서 수행될 수 있다.The operation of system 100 will now be described in greater detail with reference to FIG. 3 . FIG. 3 illustrates a flow diagram of an example signal synchronization method 300 using a reference signal to be described with respect to performance in system 100 with reference to the components illustrated in FIGS. 1 and 2 . In particular, the method 300 may be implemented through execution of applications 220 and 262 by processors 200 and 250, respectively. In other examples, the method 300 may be performed by another suitable computing device or in another suitable system.

블록 305에서, 제1 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 제1 정보 신호 및 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록한다. 제1 센서 디바이스(102-1)는 예를 들어 제어 디바이스(104)로부터 수신된 개시 신호에 응답하여 기록을 개시할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 센서 디바이스(102)에서 기록 작업을 수행하는 예시적인 방법(400)이 도시되어 있다. 상기 방법(400)은 제1 센서 디바이스(102-1)에 의한 자신의 성능과 관련하여 설명될 것이다; 다른 예에서, 상기 방법(400)은 제2 센서 디바이스(102-2)와 같은 다른 적절한 디바이스에 의해 수행될 수 있다.At block 305, the first sensor device 102-1 records the first information signal detected in the first sensor device 102-1 and the reference signal detected in the first sensor device 102-1. The first sensor device 102-1 may initiate recording in response to a start signal received from the control device 104, for example. For example, referring to FIG. 4 , an example method 400 of performing a write operation at sensor device 102 is shown. The method 400 will be described in relation to its performance by the first sensor device 102-1; In other examples, the method 400 may be performed by another suitable device, such as second sensor device 102-2.

블록(405)에서, 센서 디바이스(102-1)는 개시 신호를 수신한다. 예를 들어, 상기 개시 신호는 제어 디바이스(104)로부터 송신될 수 있다. 상기 개시 신호는 예를 들어 모바일 네트워크, 인터넷 접속 등을 통해 수신될 수 있다. 다른 예에서, 상기 개시 신호는 센서 디바이스(102-1)의 오퍼레이터로부터의 입력일 수 있다. 예를 들어, 상기 오퍼레이터는 제어 디바이스(104) (또는 다른 중앙 제어기의)의 오퍼레이터 또는 제2 센서 디바이스(102-2)의 오퍼레이터로부터 시작 명령을 수신하기 위해 다른 컴퓨팅 디바이스 (예를 들어, 휴대폰)를 이용할 수 있으며, 그리고 상기 오퍼레이터는 센서 디바이스(102-1)에서 기록 작업을 개시하기 위한 개시 신호로서 작용하도록 센서 디바이스(102-1)에게 입력을 수동으로 제공할 수 있다. 상기 개시 신호가 정확하게 동시에 제1 및 제2 센서 디바이스들(102)에서 수신될 필요는 없다.At block 405, sensor device 102-1 receives a start signal. For example, the initiation signal may be transmitted from control device 104. The initiation signal may be received via, for example, a mobile network, Internet connection, etc. In another example, the initiation signal may be an input from an operator of sensor device 102-1. For example, the operator may use another computing device (e.g., a mobile phone) to receive a start command from an operator of control device 104 (or another central controller) or an operator of second sensor device 102-2. may be used, and the operator may manually provide input to sensor device 102-1 to act as an initiation signal to initiate a recording operation at sensor device 102-1. The initiation signal need not be received at the first and second sensor devices 102 at exactly the same time.

블록 410에서, 상기 개시 신호에 응답하여, 센서 디바이스(102-1)는 기록 동작을 개시한다. 특히, 센서 디바이스(102-1)는 정보 신호 소스(108)에서 방출된 정보 신호 및 레퍼런스 신호 소스(110)에서 방출된 레퍼런스 신호를 각각 검출할 수 있도록 정보 신호 센서(208) 및 레퍼런스 신호 센서(212)를 초기화할 수 있다. 센서 디바이스(102-1)는 정보 신호 센서(208) 및 레퍼런스 신호 센서(212)에 의해 검출된 신호를 기록하기 위해 제1 센서 기록을 추가로 개시한다.At block 410, in response to the initiation signal, sensor device 102-1 initiates a write operation. In particular, the sensor device 102-1 includes an information signal sensor 208 and a reference signal sensor ( 212) can be initialized. Sensor device 102-1 further initiates first sensor recording to record signals detected by information signal sensor 208 and reference signal sensor 212.

특히, 제1 센서 디바이스(102-1)는 정보 신호 센서(208)를 통해 정보 신호 소스(108)로부터 방출된 정보 신호를 검출한다. 정보 신호의 검출에 응답하여, 제1 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 정보 신호를 나타내는 제1 정보 데이터를 생성한다. 즉, 상기 제1 정보 신호는 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 정보 신호를 나타내는 제1 정보 데이터에 대응한다. 제1 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 기록의 제1 정보 트랙에 제1 정보 데이터를 기록할 수 있다. 그래서, 상기 제1 정보 트랙은 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 제1 정보 신호를 나타낸다.In particular, the first sensor device 102-1 detects the information signal emitted from the information signal source 108 through the information signal sensor 208. In response to detection of the information signal, the first sensor device 102-1 generates first information data representative of the information signal detected at the first sensor device 102-1. That is, the first information signal corresponds to first information data representing the information signal detected in the first sensor device 102-1. The first sensor device 102-1 may record first information data in the first information track of the first sensor record. So, the first information track represents the first information signal detected in the first sensor device 102-1.

제1 센서 디바이스(102-1)는 레퍼런스 신호 센서(212)를 통해 레퍼런스 신호 소스(110)로부터 방출된 레퍼런스 신호를 추가로 검출한다. 상기 레퍼런스 신호 검출에 응답하여, 제1 센서 디바이스(102-1)는 상기 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 레퍼런스 신호를 나타내는 제1 레퍼런스 데이터를 생성한다. 제1 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 기록의 제1 레퍼런스 트랙에 제1 레퍼런스 데이터를 기록할 수 있다. 그래서, 상기 제1 레퍼런스 트랙은 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 레퍼런스 신호를 나타낸다.The first sensor device 102-1 further detects the reference signal emitted from the reference signal source 110 through the reference signal sensor 212. In response to detecting the reference signal, the first sensor device 102-1 generates first reference data representing the reference signal detected in the first sensor device 102-1. The first sensor device 102-1 may record first reference data in the first reference track of the first sensor record. So, the first reference track represents the reference signal detected in the first sensor device 102-1.

상기 센서 기록의 정보 및 참조 트랙은 서로 관련되어 시간 정렬된다. 예를 들어, 그것들은 동시에 시작할 수 있다. 다른 예에서, 그것들은 센서 디바이스(102-1)의 내부 클록에 대해 기록될 수 있다.The information in the sensor record and the reference track are time-aligned in relation to each other. For example, they can start at the same time. In another example, they may be recorded against the internal clock of sensor device 102-1.

블록 415에서, 센서 디바이스(102-1)는 정지 또는 종료 신호를 수신한다. 예를 들어, 상기 정지 신호는 제어 디바이스(104)로부터 송신될 수 있다. 상기 정지 신호는 예를 들어 모바일 네트워크, 인터넷 연결 등을 통해 수신될 수 있다. 다른 예에서, 상기 정지 신호는 또한 센서 디바이스(102-1)의 오퍼레이터로부터의 수동 입력일 수 있다.At block 415, sensor device 102-1 receives a stop or stop signal. For example, the stop signal may be transmitted from control device 104. The stop signal may be received via, for example, a mobile network, an Internet connection, etc. In another example, the stop signal may also be a manual input from the operator of sensor device 102-1.

블록 420에서, 상기 정지 또는 종료 신호에 응답하여, 센서 디바이스(102-1)는 기록 동작을 정지한다. 특히, 센서 디바이스(102-1)는 정보 신호 센서(208) 및 레퍼런스 신호 센서(212)를 비활성화할 수 있다. 다른 예에서, 센서 디바이스(102-1)는 정보 신호 센서(208) 및 레퍼런스 신호 센서(212)를 활성 상태로 둘 수 있지만 정보 신호 센서(208) 및 레퍼런스 신호 센서(212) 활성에서 각각 검출된 정보 신호 및 레퍼런스 신호의 기록을 중지할 수 있다. 즉, 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 기록의 제1 정보 트랙 및 및 제1 레퍼런스 트랙 상에서의 제1 정보 데이터 및 제1 레퍼런스 데이터 각각의 기록을 종료한다.At block 420, in response to the stop or stop signal, sensor device 102-1 stops the writing operation. In particular, sensor device 102-1 may deactivate information signal sensor 208 and reference signal sensor 212. In another example, sensor device 102-1 may leave information signal sensor 208 and reference signal sensor 212 active, but detect that information signal sensor 208 and reference signal sensor 212 are active, respectively. Recording of information signals and reference signals can be stopped. That is, the sensor device 102-1 ends recording each of the first information data and the first reference data on the first information track and the first reference track of the first sensor recording.

블록 425에서, 센서 디바이스(102-1)는 제1 센서 기록을 센서 디바이스(102-1)에 로컬로 저장한다. 예를 들어, 센서 디바이스(102-1)는 저장소(224)에 제1 센서 기록을 저장할 수 있다. 상기 제1 센서 기록은, 기록 시간 (예를 들어, 온보드 시계에 기초하여 결정된 시작 시각, 종료 시각, 지속 시간), 기록 및/또는 센서 디바이스(102-1)의 식별자, 또는 다른 적합하고 적절한 데이터와 같은 기록의 식별 데이터 또는 다른 파라미터와 연관하여 저장될 수 있다.At block 425, sensor device 102-1 stores the first sensor recording locally at sensor device 102-1. For example, sensor device 102-1 may store the first sensor recording in storage 224. The first sensor recording may include the recording time (e.g., start time, end time, duration determined based on the onboard clock), an identifier of the recording and/or sensor device 102-1, or other suitable and appropriate data. It may be stored in association with identification data or other parameters of the record, such as:

도 3으로 돌아가면, 블록(310)에서, 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 바와 같은 제2 정보 신호 및 제2 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 바와 같은 레퍼런스 신호를 기록한다. 제2 센서 디바이스(102-2)는 예를 들어 제어 디바이스(104)로부터 수신된 개시 신호에 응답하여 유사하게 기록을 개시할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서 디바이스(102-2)는 상기 방법(400)을 실행하여 제2 센서 기록을 생성할 수 있다. 특히, 제2 센서 디바이스(102-2)는 정보 신호 소스(108)로부터 방출된 정보 신호를 검출한다. 상기 정보 신호는 제1 센서 디바이스(102-1)에서 검출된 것과 동일하거나 상이한 정보 신호일 수 있다. 정보 신호를 검출한 것에 응답하여, 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 정보 신호를 나타내는 제2 정보 데이터를 생성한다. 즉, 상기 제2 정보 신호는 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 정보 신호를 나타내는 제2 정보 데이터에 대응한다. 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 센서 기록의 제2 정보 트랙에 제2 정보 데이터를 기록할 수 있다.Returning to FIG. 3 , at block 310, second sensor device 102-2 receives a second information signal as detected at second sensor device 102-2 and second sensor device 102-1. Record the reference signal as detected in . The second sensor device 102-2 may similarly initiate recording, for example in response to an initiation signal received from the control device 104. For example, the second sensor device 102-2 can execute the method 400 to generate a second sensor recording. In particular, the second sensor device 102-2 detects the information signal emitted from the information signal source 108. The information signal may be the same or a different information signal than that detected in the first sensor device 102-1. In response to detecting the information signal, the second sensor device 102-2 generates second information data representative of the information signal detected at the second sensor device 102-2. That is, the second information signal corresponds to second information data representing the information signal detected in the second sensor device 102-2. The second sensor device 102-2 may record second information data in a second information track of the second sensor record.

제2 센서 디바이스(102-2)는 레퍼런스 신호 소스(110)로부터 방출된 레퍼런스 신호를 추가로 검출한다. 레퍼런스 신호를 검출한 것에 응답하여, 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 바와 같은 레퍼런스 신호를 나타내는 제2 레퍼런스 데이터를 생성한다. 제2 센서 디바이스(102-2)는 제2 센서 기록의 제2 레퍼런스 트랙에 제2 레퍼런스 데이터를 기록할 수 있다. 그래서, 상기 제2 레퍼런스 트랙은 제2 센서 디바이스(102-2)에서 검출된 바와 같은 레퍼런스 신호를 나타낸다.The second sensor device 102-2 further detects the reference signal emitted from the reference signal source 110. In response to detecting the reference signal, second sensor device 102-2 generates second reference data representative of the reference signal as detected at second sensor device 102-2. The second sensor device 102-2 may record second reference data in the second reference track of the second sensor record. Thus, the second reference track represents a reference signal as detected in the second sensor device 102-2.

상기 센서 기록의 트랙둘은 서로에 대해 시간 정렬되도록 서로 유사하게 상관됩니다.The two tracks of the sensor recording are similarly correlated so that they are time aligned with each other.

센서 디바이스(102)는 단일 레퍼런스 신호를 검출하는 것으로 국한되지 않는다. 일부 예에서, 센서 디바이스(102)는 하나 이상의 레퍼런스 신호를 검출하기 위한 하나 이상의 채널을 갖는다. 센서 디바이스(102)는 다수의 레퍼런스 신호들을 동시에 또는 순차적으로 검출할 수 있다. Sensor device 102 is not limited to detecting a single reference signal. In some examples, sensor device 102 has one or more channels for detecting one or more reference signals. Sensor device 102 can detect multiple reference signals simultaneously or sequentially.

블록(315)에서, 제어 디바이스(104)는 분석을 위해 블록(305)에서 생성된 제1 센서 기록 및 블록(310)에서 생성된 제2 센서 기록을 획득한다. 특히, 센서 기록을 획득한 후, 제어 디바이스(104)는 제1 레퍼런스 트랙과 제2 레퍼런스 트랙 사이의 시간 시프트(time shift)를 결정한다. 즉, 제어 디바이스(104)는 제1 센서 디바이스(102-1)에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 제2 센서 디바이스(102-2)에 의해 기록된 레퍼런스 신호 사이의 시간 시프트를 결정한다.At block 315, control device 104 obtains the first sensor recording generated at block 305 and the second sensor recording generated at block 310 for analysis. In particular, after obtaining the sensor recording, the control device 104 determines a time shift between the first and second reference tracks. That is, the control device 104 determines the time shift between the reference signal recorded by the first sensor device 102-1 and the reference signal recorded by the second sensor device 102-2.

예를 들어, 제어 디바이스(104)는 제1 센서 디바이스(102-1)에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 제2 센서 디바이스(102-2)에 의해 기록된 레퍼런스 신호를 상호-상관(cross-correlating)함으로써 시간 시프트를 결정하며, 상기 상호-상관의 피크를 결정하며 상기 피크와 연관된 시간을 시간 시프트로 정의할 수 있다.For example, the control device 104 cross-correlates the reference signal recorded by the first sensor device 102-1 and the reference signal recorded by the second sensor device 102-2. By doing so, the time shift can be determined, the peak of the cross-correlation can be determined, and the time associated with the peak can be defined as the time shift.

예를 들어, 도 5a를 참조하면, 2개의 개별 센서 디바이스에 의해 기록된 예시적인 레퍼런스 트랙 기록들(500 및 502)이 도시되어 있다. 도 5b는 레퍼런스 트랙 기록들(500 및 504)의 상호 상관(504)을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 상호 상관(504)은 약 0.4798초에서 피크(506)를 갖는다. 따라서, 상기 방법(300)의 블록 315에서, 제어 디바이스(104)는 시간 시프트가 약 0.4798초인 것으로 결정할 수 있다.For example, referring to Figure 5A, example reference track recordings 500 and 502 recorded by two separate sensor devices are shown. Figure 5B shows cross-correlation 504 of reference track records 500 and 504. As can be seen, cross-correlation 504 has a peak 506 at approximately 0.4798 seconds. Accordingly, at block 315 of the method 300, the control device 104 may determine that the time shift is approximately 0.4798 seconds.

도 3으로 돌아가면, 블록 320에서, 제어 디바이스(104)는 블록 315에서 결정된 시간 시프트를 상기 정보 신호에 적용하여 상기 정보 신호를 시간 정렬한다. 구체적으로, 제어 디바이스(104)는 상기 결정된 시간 시프트를 제2 정보 신호에 적용하여 제1 정보 신호와 제2 정보 신호를 시간 정렬할 수 있다. 즉, 제어 디바이스(104)는 정보 신호들을 상기 결정된 시간 시프트만큼 서로에 대해 시프트할 수 있으며, 그래서 상기 정보 신호들의 상호 상관이 제로 시간 지연에서 전역적인 최대값(즉, 피크)을 갖도록 한다.Returning to Figure 3, at block 320, the control device 104 applies the time shift determined at block 315 to the information signal to time align the information signal. Specifically, the control device 104 may time align the first information signal and the second information signal by applying the determined time shift to the second information signal. That is, the control device 104 may shift the information signals relative to each other by the determined time shift so that the cross-correlation of the information signals has a global maximum (i.e., peak) at zero time delay.

일부 예에서, 제2 정보 신호에 시간 시프트를 적용한 후, 제어 디바이스(104)는 제1 및 제2 정보 신호들의 품질 검사를 수행할 수 있다. 상기 품질 검사는 일관성 (coherence) 계산, 신호 대 잡음비 계산, 신호에 대한 오염 식별, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 발전소 (electrical station) 근처에서 검출될 수 있는 전자기 간섭에 의해 상기 신호가 오염될 수 있다. 상기 품질 검사는 상기 전력 발전소에 의해 야기된 오염을 식별할 수 있다. In some examples, after applying a time shift to the second information signal, control device 104 may perform a quality check of the first and second information signals. The quality check may include calculation of coherence, calculation of signal-to-noise ratio, identification of contamination in the signal, combinations thereof, etc. For example, the signal may be contaminated by electromagnetic interference that can be detected near electrical stations. The quality inspection can identify pollution caused by the power plant.

일관성을 계산할 때, 제어 디바이스(104)는 피크가 대략 제로 시간 지연에 있음을 확인하기 위해 추가 상호 상관 함수를 적용할 수 있다. 구체적으로, 제어 디바이스(104)는 정보 신호들이 동기화되었는지 확인하기 위해 제1 및 제2 정보 신호들의 일관성을 계산할 수 있다. 일 예에서, 일관성을 위해 미리 결정된 임계값은 약 이며, 여기에서 는 센서 디바이스(102)의 샘플링 주파수이다.When calculating consistency, control device 104 may apply an additional cross-correlation function to ensure that the peak is at approximately zero time delay. Specifically, control device 104 may calculate the consistency of the first and second information signals to ensure that the information signals are synchronized. In one example, the predetermined threshold for consistency is approximately and here is the sampling frequency of sensor device 102.

일관성이 미리 결정된 임계치 미만인 경우, 제어 디바이스(104)는 단계 305 내지 단계 320을 반복하도록 시스템(100)을 제어할 수 있다. 유사하게, 신호 대 잡음비가 미리 결정된 임계값을 충족하지 못하거나 오염이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 제어 디바이스(104)는 단계 305 내지 단계 320을 반복하도록 시스템(100)을 제어할 수 있다. 상기 품질 검사는 상기 신호들이 기록된 직후에 데이터 품질의 확인을 제공할 수 있는 동기화의 사이트에서 제어 디바이스(104)에 의해 수행될 수 있다. 이것은 제어 디바이스(104)가 데이터의 문제를 식별하고 시스템(100)이 분해되거나 사용자가 기지국으로 복귀하기 전에 단계 305 내지 단계 320을 반복할 수 있게 한다. If the consistency is below a predetermined threshold, control device 104 may control system 100 to repeat steps 305-320. Similarly, if the signal-to-noise ratio does not meet a predetermined threshold or contamination exceeds a predetermined threshold, control device 104 may control system 100 to repeat steps 305 through 320. . The quality check can be performed by the control device 104 at the site of synchronization, which can provide confirmation of data quality immediately after the signals are recorded. This allows control device 104 to identify problems with the data and repeat steps 305-320 before system 100 is disassembled or the user returns to the base station.

센서 디바이스(102)가 2개 이상의 레퍼런스 신호를 기록하는 구현에서, 제어 디바이스(104)는 2개 이상의 레퍼런스 신호들을 비교하기 위해 품질 검사를 수행할 수 있다. 품질 체크의 일부로서, 제어 디바이스(104)는 2개 이상의 레퍼런스 신호들로부터 최적의 레퍼런스 신호를 선택할 수 있다. 최적의 레퍼런스 신호는 가장 높은 일관성, 가장 낮은 신호 대 잡음비, 가장 적은 신호 오염 또는 이들의 조합을 갖는 레퍼런스 신호로서 선택될 수 있다.In implementations where sensor device 102 records two or more reference signals, control device 104 may perform a quality check to compare the two or more reference signals. As part of the quality check, control device 104 may select an optimal reference signal from two or more reference signals. The optimal reference signal may be selected as the reference signal with the highest consistency, lowest signal-to-noise ratio, least signal contamination, or a combination thereof.

블록(325)에서, 제어 디바이스(104)는 시간 정렬된 정보 신호를 추가 처리를 위해 출력한다. 일부 예에서, 제어 디바이스(104)는 추가 처리를 수행할 수 있는 반면, 다른 예에서 제어 디바이스(104)는 시간 정렬된 정보 신호를 별도의 컴퓨팅 디바이스(예를 들어, 서버, 데스크탑 또는 랩탑 컴퓨터)에게 전달할 수 있으며 또는 다른 컴퓨팅 디바이스에게로 전송하기 위해 USB (Universal Serial Bus) 스틱과 같은 저장 매체 등에게 전달할 수 있다. 또 다른 예에서, 제어 디바이스(104)는 시간 정렬된 정보 신호를 저장소(266)에 단순히 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 시간 정렬된 정보 신호는, 제1 위치에서의 제1 센서 디바이스(102-1)로의 그리고 제2 위치에서의 제2 센서 디바이스(102)로의 시간 경과에 따른 정보 신호의 전파 (propagation)에서의 차이에 기초하여 타겟 물체의 속성을 결정하기 위해 사용될 수 있다.At block 325, control device 104 outputs the time-aligned information signal for further processing. In some examples, control device 104 may perform further processing, while in other examples control device 104 may transmit time-aligned information signals to a separate computing device (e.g., a server, desktop, or laptop computer). It can be transmitted to a storage medium such as a USB (Universal Serial Bus) stick or for transmission to another computing device. In another example, control device 104 may simply store time-aligned information signals in storage 266. For example, the time-aligned information signal may include propagation of the information signal over time to a first sensor device 102-1 at a first location and to a second sensor device 102-1 at a second location ( It can be used to determine the properties of a target object based on differences in propagation.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 압력 용기의 타겟 속성의 비침습적 판별을 위한 예시적인 시스템(600)에 대한 전술한 신호 동기화 시스템(100)의 예시적인 적용이 도시된다. 상기 시스템(600)은 제어 디바이스(104), 신호 생성기(608) 및 센서 디바이스(102-1 및 102-2)를 포함한다.For example, referring to Figure 6, an example application of the signal synchronization system 100 described above is shown to an example system 600 for non-invasive determination of target properties of a pressure vessel. The system 600 includes a control device 104, a signal generator 608, and sensor devices 102-1 and 102-2.

시스템(600)은 압력 용기(601)의 속성을 결정하기 위해 배치된다. 예를 들어, 압력 용기(601)는 유체를 둘러싸는 벽(602)에 의해 한정된 파이프일 수 있다. 시스템(600)은 벽을 따른 다양한 지점에서의 벽(602)의 두께, 벽(602)의 임의의 균열 또는 결함의 위치 등과 같은 벽(602)의 속성을 결정할 수 있다. 더 특별하게는, 시스템(600)은 비침습적 방법을 사용하여 압력 용기(601)의 속성을 결정하도록 구성된다. 따라서, 신호 생성기(608) 및 센서(102)는 벽(602)의 외부 표면(603)에 배치된다. 그래서 시스템(600)은 압력 용기의 무결성을 파괴하거나 그렇지 않으면 영향을 주지 않으면서도 사용 중인 압력 용기에 사용될 수 있다.System 600 is arranged to determine properties of pressure vessel 601. For example, pressure vessel 601 may be a pipe defined by a wall 602 surrounding a fluid. System 600 may determine properties of wall 602, such as the thickness of wall 602 at various points along the wall, the location of any cracks or defects in wall 602, etc. More specifically, system 600 is configured to determine properties of pressure vessel 601 using non-invasive methods. Accordingly, signal generator 608 and sensor 102 are disposed on the outer surface 603 of wall 602. Thus, system 600 can be used on a pressure vessel in service without destroying or otherwise affecting the integrity of the pressure vessel.

신호 생성기(608)는 시스템(100)의 정보 신호 소스(108)로서 작용한다. 특히, 신호 생성기(608)는 압력 용기(601) 내에 포함된 유체에 물리적으로, 열적으로, 진동적으로, 전기적으로 또는 음향적으로 결합된다. 신호 생성기(608)는 외부 표면(603), 피팅, 플랜지, 밸브 등과 같이 압력 용기(601)의 외부에 배치된다. 신호 생성기(608)는 신호를 압력 용기(601)로, 특히 압력 용기(601)에 포함된 유체로 방출하도록 구성된다. 후속 예는 신호 생성기(608)가 음향 신호를 방출하는 것으로 기술하지만, 신호 생성기(608)가 특별히 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 신호 생성기(608)에 의해 방출된 신호는 전기 신호, 음향 신호, 진동 신호, 압력 신호, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 신호 생성기(608)는, 상기 신호 생성기(608)가 제어 디바이스(104)로부터 명령을 수신할 수 있는 통신 링크(616)를 통해 제어 디바이스(104)와 통신할 수 있다.Signal generator 608 acts as the information signal source 108 of system 100. In particular, signal generator 608 is physically, thermally, vibrationally, electrically or acoustically coupled to the fluid contained within pressure vessel 601. The signal generator 608 is disposed external to the pressure vessel 601, such as on an external surface 603, a fitting, flange, valve, etc. The signal generator 608 is configured to emit a signal to the pressure vessel 601 , in particular to the fluid contained in the pressure vessel 601 . Although the subsequent example describes the signal generator 608 as emitting an acoustic signal, it should be understood that the signal generator 608 is not particularly limited. Signals emitted by signal generator 608 may include electrical signals, acoustic signals, vibration signals, pressure signals, combinations thereof, etc. Signal generator 608 can communicate with control device 104 via communication link 616 through which signal generator 608 can receive commands from control device 104.

또한 센서(102)는 유체에 물리적으로, 열적으로, 진동적으로, 전기적으로 또는 음향적으로 결합되며 그리고 신호를 검출하기 위해 압력 용기(601) 외부에 배치된다. 특히, 센서(102)는 압력 용기(601)를 통해 전송되거나 반사되는 신호 생성기(608)에 의해 방출된 신호를 검출하기 위해 가속도계, 온도 센서, 압력 센서, 변위 센서, 전기 센서, 이들의 조합 등을 채용할 수 있다. 일부 예에서, 신호 생성기(608)는 다음 중 적어도 하나를 갖춘 센서에 의해 검출되는 음향 신호를 방출한다: 압력 센서 및 온도 센서. 센서(102)는 시스템(100)의 배경 컨디션들 또는 특성을 검출하기 위해 가속도계, 온도 센서, 압력 센서, 변위 센서, 전기 센서, 이들의 조합 등을 더 채용할 수 있다. 시스템(100)의 배경 컨디션들 또는 특성에 관한 센서 데이터는 신호 생성기(608)에 의해 방출된 정보 신호의 해석을 돕거나 향상시킬 수 있다. Additionally, the sensor 102 is physically, thermally, vibrationally, electrically or acoustically coupled to the fluid and is placed outside the pressure vessel 601 to detect a signal. In particular, sensor 102 may be an accelerometer, temperature sensor, pressure sensor, displacement sensor, electrical sensor, combinations thereof, etc. to detect signals emitted by signal generator 608 that are transmitted or reflected through pressure vessel 601. can be employed. In some examples, signal generator 608 emits an acoustic signal that is detected by a sensor with at least one of the following: a pressure sensor and a temperature sensor. Sensor 102 may further employ an accelerometer, temperature sensor, pressure sensor, displacement sensor, electrical sensor, combinations thereof, etc. to detect background conditions or characteristics of system 100. Sensor data regarding background conditions or characteristics of system 100 may aid or enhance the interpretation of the information signal emitted by signal generator 608.

센서(102)는 레퍼런스 신호로서 FM 라디오파를 검출하기 위해 라디오 타워(610)와 추가로 통신한다. 즉, 라디오 타워(610)는 시스템(100)의 레퍼런스 신호 소스(110) 역할을 한다.Sensor 102 further communicates with radio tower 610 to detect FM radio waves as a reference signal. That is, the radio tower 610 serves as the reference signal source 110 of the system 100.

동작 중에, 기록을 시작하기 전에, 오퍼레이터는 센서 디바이스(102)의 라디오 수신기를 동일한 라디오 방송국(예를 들어, 미리 선택된 라디오 방송국)에 동조시킬 수 있다. 센서 디바이스(102)가 동조될 때에, 제어 디바이스(104)는 신호 생성기(608) 및 센서 디바이스(102)에게 개시 신호를 발행할 수 있다. 상기 개시 신호에 응답하여, 신호 생성기(608)는 음향 신호를 압력 용기(601)로 방출한다. 특히, 제어 디바이스(104)는 신호 생성기(608)가 센서 디바이스(102)에서 수신된 신호를 최적화하고 압력 용기(601)의 목표 속성들에 대한 결정을 최적화하기 위해 음향 신호를 방출하는 특정 주파수 및 지속시간을 선택할 수 있다. 상기 음향 신호의 주파수 및 지속 시간은 제어 디바이스(104)에서 메모리에 저장된 미리 정의된 프로그램에 따라 선택될 수 있으며 또는 교정 결과 및 이전에 방출되고 검출된 음향 신호에 기초하여 동적으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 주파수 및 지속 시간은 다음 중 하나 이상에 따라 선택될 수 있다: 압력 용기(601)의 재질, 압력 용기(601)의 직경, 압력 용기(601)의 구조에 포함된 유체의 유형. 예를 들어, 제어 디바이스(104)는 상기 방출된 음향 신호의 주파수, 지속 시간 및 전력을 제어하여, 센서 디바이스(102)에서 수신된 신호를 최적화할 수 있다. 상기 음향 신호는 1~20,000Hz 범위의 주파수에서 방출될 수 있다. 일부 예에서, 상기 음향 신호는 더 높은 주파수에서 방출될 수 있다. 개시 신호에 응답하여 추가로, 센서 디바이스(102)는 센서 기록들을 생성하기 위해 기록 동작을 개시하며, 상기 센서 기록들 각각은, 각각의 센서 디바이스(102)에서 검출된 음향 신호를 저장하는 정보 트랙 및 각각의 센서 디바이스(102)에서 검출된 FM 라디오 신호를 저장하는 레퍼런스 트랙을 갖는다.In operation, before beginning recording, the operator may tune the radio receiver of sensor device 102 to the same radio station (eg, a pre-selected radio station). When sensor device 102 is tuned, control device 104 can issue an initiation signal to signal generator 608 and sensor device 102. In response to the initiation signal, signal generator 608 emits an acoustic signal to pressure vessel 601. In particular, the control device 104 provides a specific frequency and You can select the duration. The frequency and duration of the acoustic signal may be selected according to a predefined program stored in memory in the control device 104 or may be selected dynamically based on calibration results and previously emitted and detected acoustic signals. For example, the frequency and duration may be selected depending on one or more of the following: the material of the pressure vessel 601, the diameter of the pressure vessel 601, and the type of fluid contained in the structure of the pressure vessel 601. . For example, control device 104 can control the frequency, duration, and power of the emitted acoustic signal to optimize the signal received at sensor device 102. The acoustic signal may be emitted at a frequency ranging from 1 to 20,000 Hz. In some examples, the acoustic signal may be emitted at a higher frequency. Additionally in response to the initiation signal, the sensor device 102 initiates a recording operation to generate sensor records, each of which is an information track storing the acoustic signal detected at the respective sensor device 102. and a reference track that stores the FM radio signal detected by each sensor device 102.

제어 디바이스(104)는 신호 생성기(608)가 음향 신호의 발행을 중단하고 센서 디바이스(102)에서 센서 기록을 중단하도록 하는 정지 또는 종료 신호를 옵션으로 발행할 수 있다.Control device 104 may optionally issue a stop or stop signal that causes signal generator 608 to stop issuing acoustic signals and stop sensor recording at sensor device 102 .

이어서, 제어 디바이스(104) (또는 적절한 다른 컴퓨팅 디바이스)는 센서 디바이스(102)로부터 센서 기록을 얻을 수 있다. 압력 용기(601)의 속성들을 결정하기 위해, 센서 디바이스(102)에서 수신된 음향 신호는 상호 연관되고 비교되며; 각 센서 디바이스(102)에서 수신된 신호들 사이의 이동 시간 및 신호 강도에서의 차이는 압력 용기(601)의 속성들에 대한 통찰력을 제공한다. 그러나, 이동 시간에서의 정확한 차이를 결정하기 위해, 각 센서 디바이스(102)에서 수신되는 음향 신호들은 시간 정렬되어야 한다.Control device 104 (or other computing device as appropriate) can then obtain sensor recordings from sensor device 102. To determine the properties of the pressure vessel 601, the acoustic signals received at the sensor device 102 are correlated and compared; Differences in travel time and signal strength between the signals received at each sensor device 102 provide insight into the properties of the pressure vessel 601. However, to determine the exact difference in travel time, the acoustic signals received at each sensor device 102 must be time aligned.

따라서, 제어 디바이스(104)는 레퍼런스 신호 트랙들 사이의 시간 시프트를 결정하고 그 시간 시프트를 정보 (음향) 신호에 적용하여 상기 검출된 음향 신호들을 시간 정렬하도록 진행할 수 있다. 상기 시간 정렬된 검출된 음향 신호들은 압력 용기(601)의 속성을 정확하게 결정하기 위해 상호 상관되고 비교될 수 있다. 예를 들어, 미국 가출원 번호 63/023017에 기술된 방법에 의해 속성들이 결정될 수 있으며, 상기 출원의 내용은 참조로서 편입된다. 즉, 압력 용기(601)의 속성은 제어 디바이스(104)에 의해 시간 정렬된 제1 정보 신호 및 제2 정보 신호에 기초하여 결정될 수 있다.Accordingly, the control device 104 may determine a time shift between reference signal tracks and apply that time shift to the information (acoustic) signal to time align the detected acoustic signals. The time-aligned detected acoustic signals can be cross-correlated and compared to accurately determine the properties of the pressure vessel 601. For example, properties can be determined by the method described in U.S. Provisional Application No. 63/023017, the contents of which are incorporated by reference. That is, the properties of the pressure vessel 601 may be determined by the control device 104 based on the time-aligned first and second information signals.

전술한 바와 같이, 신호 동기화를 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 제1 트랙에 정보 신호 (즉, 관심 대상 신호)를 기록하고 제2 트랙에 레퍼런스 신호 (즉, 모든 센서 디바이스에 일관되고 보편적으로 방송됨)를 기록할 수 있는 센서 디바이스를 포함한다. 제어 디바이스는 이어서 레퍼런스 신호를 사용하여 레코딩들 사이의 시간 시프트를 결정하고 그 시간 시프트를 정보 신호들에 적용하여 정보 신호들을 시간 정렬할 수 있다. 유리하게는, 상기 신호들의 시간-정렬 또는 동기화는 기록 작업 전 및 기록 작업 동안에 동기화를 요구하기보다는 기록 작업 후에 수행될 수 있다. 또한, 센서 기록이 로컬에 저장되기 때문에 본 시스템은 물리적 범위(즉, 거리) 및 신호 동기화가 수행될 센서 디바이스의 수에서 더 큰 유연성을 제공한다.As described above, a system for signal synchronization is provided. The system includes a sensor device capable of recording an information signal (i.e. a signal of interest) in a first track and a reference signal (i.e. broadcast consistently and universally to all sensor devices) in a second track. . The control device can then use the reference signal to determine a time shift between recordings and apply that time shift to the information signals to time align them. Advantageously, time-alignment or synchronization of the signals can be performed after the recording operation, rather than requiring synchronization before and during the recording operation. Additionally, because sensor records are stored locally, the system provides greater flexibility in the physical range (i.e., distance) and number of sensor devices over which signal synchronization will be performed.

청구항들의 범위는 위의 예에서 제시된 실시예에 의해 제한되어서는 안 되며, 전체로서 설명과 일치하는 가장 넓은 해석이 주어져야 한다.The scope of the claims should not be limited by the embodiments set forth in the examples above, but should be given the broadest interpretation consistent with the description as a whole.

Claims (20)

제1 센서 디바이스에서, (i) 상기 제1 센서 디바이스에서 검출된 제1 정보 신호; 및 (ii) 상기 제1 센서 디바이스에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록하는 단계;
제2 센서 디바이스에서, (i) 상기 제2 센서 디바이스에서 검출된 제2 정보 신호; 및 (ii) 상기 제2 센서 디바이스에서 검출된 레퍼런스 신호를 기록하는 단계;
상기 제1 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호 사이의 시간 시프트를 결정하는 단계; 그리고
상기 결정된 시간 시프트를 상기 제2 정보 신호에 적용하여 상기 제1 정보 신호와 상기 제2 정보 신호를 시간 정렬하는 단계를 포함하는, 방법.At a first sensor device, there is provided: (i) a first information signal detected at the first sensor device; and (ii) recording a reference signal detected by the first sensor device;
At a second sensor device, there is provided: (i) a second information signal detected at the second sensor device; and (ii) recording a reference signal detected by the second sensor device;
determining a time shift between a reference signal recorded by the first sensor device and a reference signal recorded by the second sensor device; and
Applying the determined time shift to the second information signal to time align the first information signal and the second information signal. 제1항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호는 주파수 변조(FM) 라디오 신호를 포함하는, 방법.According to paragraph 1,
The method of claim 1, wherein the reference signal comprises a frequency modulated (FM) radio signal. 제1항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호는 광 신호를 포함하는, 방법.According to paragraph 1,
The method of claim 1, wherein the reference signal includes an optical signal. 제1항에 있어서,
상기 시간 시프트를 결정하는 단계는:
상기 제1 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호를 상호 상관시키는 단계;
상기 상호 상관의 피크를 결정하는 단계; 그리고
상기 피크와 연관된 시간을 상기 시간 시프트로 정의하는 단계를 포함하는, 방법.According to paragraph 1,
The steps for determining the time shift are:
cross-correlating a reference signal recorded by the first sensor device and a reference signal recorded by the second sensor device;
determining a peak of the cross-correlation; and
Defining a time associated with the peak as the time shift. 제1항에 있어서,
신호 생성기로부터의 음향 신호를 압력 용기로 방출하는 단계를 더 포함하며, 그리고
상기 제1 정보 신호는 상기 제1 센서 디바이스에 의해 검출된 음향 신호를 나타내며; 그리고 상기 제2 정보 신호는 상기 제2 센서 디바이스에 의해 검출된 음향 신호를 나타내는, 방법.According to paragraph 1,
further comprising emitting an acoustic signal from the signal generator to the pressure vessel, and
the first information signal represents an acoustic signal detected by the first sensor device; and the second information signal represents an acoustic signal detected by the second sensor device. 제5항에 있어서,
상기 제1 정보 신호 및 상기 제2 정보 신호에 기초하여 상기 압력 용기의 속성들을 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.According to clause 5,
The method further comprising calculating properties of the pressure vessel based on the first information signal and the second information signal. 제1항에 있어서,
개시 신호의 수신에 응답하여 상기 제1 센서 디바이스에서 기록하는 것을 개시하고 상기 제2 센서 디바이스에서 기록하는 것을 개시하는 단계를 더 포함하는, 방법.According to paragraph 1,
The method further comprising initiating recording at the first sensor device and initiating recording at the second sensor device in response to receiving an initiation signal. 제1항에 있어서,
상기 제1 센서 디바이스 및 상기 제2 센서 디바이스에서 다른 레퍼런스 신호를 기록하는 단계; 그리고
상기 레퍼런스 신호와 상기 다른 레퍼런스 신호 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법. According to paragraph 1,
recording different reference signals in the first sensor device and the second sensor device; and
The method further comprising selecting one of the reference signal and the other reference signal. 컴퓨팅 디바이스로서:
메모리;
제1 센서 디바이스 및 제2 센서 디바이스와 통신하도록 구성된 통신 인터페이스;
상기 메모리 및 상기 통신 인터페이스와 상호 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
상기 제1 센서 디바이스로부터 제1 센서 기록을 획득하며 - 상기 제1 센서 기록은 (i) 상기 제1 센서 디바이스에 의해 검출된 제1 정보 신호를 나타내는 제1 데이터 트랙 및 (ii) 상기 제1 센서 디바이스에 의해 검출된 레퍼런스 신호를 나타내는 제1 레퍼런스 트랙을 포함함 -;
상기 제2 센서 디바이스로부터 제2 센서 기록을 획득하며 - 상기 제2 센서 기록은 (i) 상기 제2 센서 디바이스에 의해 검출된 제2 정보 신호를 나타내는 제2 데이터 트랙 및 (ii) 상기 제2 센서 디바이스에 의해 검출된 레퍼런스 신호를 나타내는 제2 레퍼런스 트랙을 포함함 -;
상기 제1 센서에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서에 의해 기록된 레퍼런스 신호 사이의 시간 시프트를 결정하며; 그리고
상기 결정된 시간 시프트를 상기 제2 정보 신호에 적용하도록 구성되어, 상기 제1 정보 신호와 상기 제2 정보 신호를 시간 정렬하도록 하는, 컴퓨팅 디바이스.As a computing device:
Memory;
a communication interface configured to communicate with the first sensor device and the second sensor device;
A processor interconnected with the memory and the communication interface, wherein the processor:
Obtain a first sensor record from the first sensor device, the first sensor record comprising (i) a first data track representing a first information signal detected by the first sensor device and (ii) a first sensor record; comprising a first reference track representing a reference signal detected by the device;
Obtaining a second sensor recording from the second sensor device, the second sensor recording comprising (i) a second data track representative of a second information signal detected by the second sensor device and (ii) a second sensor recording; comprising a second reference track representing a reference signal detected by the device;
determine a time shift between a reference signal recorded by the first sensor and a reference signal recorded by the second sensor; and
and apply the determined time shift to the second information signal to time align the first and second information signals. 제9항에 있어서,
상기 시간 시프트를 결정하기 위해, 상기 프로세서는:
상기 제1 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호와 상기 제2 센서 디바이스에 의해 기록된 레퍼런스 신호를 상호 상관시키며;
상기 상호 상관의 피크를 결정하며; 그리고
상기 피크와 연관된 시간을 상기 시간 시프트로 정의하도록 구성된, 컴퓨팅 디바이스.According to clause 9,
To determine the time shift, the processor:
cross-correlate a reference signal recorded by the first sensor device with a reference signal recorded by the second sensor device;
determine the peak of the cross-correlation; and
A computing device configured to define a time associated with the peak as the time shift. 제9항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제1 센서 기록 및 상기 제2 센서 기록을 각각 개시하기 위해 상기 제1 센서 디바이스 및 상기 제2 센서 디바이스에게 개시 신호를 송신하도록 추가로 구성된, 컴퓨팅 디바이스.According to clause 9,
The computing device is further configured to transmit an initiation signal to the first sensor device and the second sensor device to initiate the first sensor recording and the second sensor recording, respectively. 제9항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 시간 정렬된 제1 정보 신호 및 제2 정보 신호를 출력하도록 추가로 구성된, 컴퓨팅 디바이스.According to clause 9,
The computing device is further configured to output the time-aligned first information signal and the second information signal. 제9항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제1 센서 디바이스 및 제2 센서 디바이스에서 다른 레퍼런스 신호를 기록하며 그리고 상기 레퍼런스 신호 및 상기 다른 레퍼런스 신호 중 하나를 선택하도록 추가로 구성된, 컴퓨팅 디바이스.According to clause 9,
The computing device is further configured to record another reference signal in the first sensor device and the second sensor device and select one of the reference signal and the other reference signal. 센서 디바이스로서:
정보 신호를 검출하도록 구성된 정보 신호 센서;
레퍼런스 신호를 검출하도록 구성된 레퍼런스 신호 센서;
메모리; 그리고
상기 정보 신호 센서, 상기 레퍼런스 신호 센서 및 상기 메모리와 상호 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
상기 정보 신호를 나타내는 정보 데이터를 생성하고 상기 정보 데이터를 센서 기록의 정보 트랙에 기록하며;
상기 레퍼런스 신호를 나타내는 레퍼런스 데이터를 생성하고 상기 센서 기록의 레퍼런스 트랙에 상기 레퍼런스 데이터를 기록하며 - 상기 정보 트랙과 상기 레퍼런스 트랙은 서로에 대해 시간 정렬됨 -; 그리고
상기 센서 기록을 상기 메모리에 로컬로 저장하도록 구성된, 센서 디바이스.As a sensor device:
an information signal sensor configured to detect an information signal;
A reference signal sensor configured to detect a reference signal;
Memory; and
A processor interconnected with the information signal sensor, the reference signal sensor, and the memory, wherein the processor:
generating information data representing the information signal and recording the information data in an information track of a sensor record;
generating reference data representative of the reference signal and recording the reference data to a reference track of the sensor record, wherein the information track and the reference track are time aligned with respect to each other; and
A sensor device configured to store the sensor recording locally in the memory. 제14항에 있어서,
상기 정보 신호 센서는, 음향 신호를 상기 정보 신호로서 검출하는 음향 센서를 포함하는, 센서 디바이스.According to clause 14,
The information signal sensor is a sensor device including an acoustic sensor that detects an acoustic signal as the information signal. 제14항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호 센서는 상기 레퍼런스 신호로서 FM 라디오 신호를 검출하도록 구성된 FM (Frequency Modulated) 라디오 수신기를 포함하는, 센서 디바이스.According to clause 14,
The reference signal sensor includes a Frequency Modulated (FM) radio receiver configured to detect an FM radio signal as the reference signal. 제14항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호 센서는 광 신호를 상기 레퍼런스 신호로서 검출하도록 구성된 광 센서를 포함하는, 센서 디바이스.According to clause 14,
A sensor device, wherein the reference signal sensor includes an optical sensor configured to detect an optical signal as the reference signal. 제14항에 있어서,
상기 프로세서는 개시 신호에 응답하여 상기 센서 기록을 개시하도록 구성된, 센서 디바이스.According to clause 14,
wherein the processor is configured to initiate the sensor recording in response to an initiation signal. 제14항에 있어서,
상기 프로세서는 종료 신호에 응답하여 상기 센서 기록을 종료하는, 센서 디바이스.According to clause 14,
and the processor terminates the sensor recording in response to a termination signal. 제14항에 있어서,
상기 레퍼런스 신호 센서는 다른 레퍼런스 신호를 검출하도록 더 구성되고 상기 프로세서는 상기 레퍼런스 신호 및 상기 다른 레퍼런스 신호 중 하나를 선택하도록 더 구성된, 센서 디바이스.According to clause 14,
wherein the reference signal sensor is further configured to detect another reference signal and the processor is further configured to select one of the reference signal and the other reference signal.